Chapter 5 模擬驗證
5.2 模擬環境介紹
5.2.1 SimPy – 離散時間事件模擬
態分佈(Normal distribution)。因此在不同時間點,若以 RSSI based (訊號強度優先) 方法分配時可看出有明顯的使用者 UE 群集熱點的效應(如圖 5-‐6),也因此可透
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況)得到某個時間點的拓樸狀況,綠色點為 AP,紅色點為使用者 UE 的位置分佈,
在拓樸中我們設定以下條件:
1. 50 公尺乘 50 公尺的模擬場域
2. 9 個 AP(在這個場域中呈現 3 乘 3)的分佈 3. 使用者會有熱點區域(圖 5-‐6 為左上方)
圖 5-‐4 NS3 WLAN 網路模擬架構
(截自 NS3 Document)
在 NS3 中 WiFi 的模擬架構如圖 5-‐4,我們建立了 WiFi 物件後,會透過
“ns.internet.InternetStackHelper”分配 IP,並且在 AP 透過
“ns.applications.BulkSendHelper”產生封包,並且在 WS 上透過
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離開的使用者UE,即系統使用率(utilization)大於等於 1 時,會造成此實驗條件不 符合 Erlang-‐C 模型要件,因此我們需先觀察實驗條件是否滿足,圖 5-‐5 為觀察時
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平衡,系統內總使用者 UE 數會約略介於 220~240 左右,平均每一 AP 負擔的使
用者數目約為 24 ~ 27 左右,屬於合理範圍。因此確認可用這三個實驗條件序列 來進行實驗模擬。
因為 NS3 在運算任一時間點的拓樸會花較多的時間,NS3 在百位數以上的節
點會需要較久的時間運算來產生結果,因此我們會採用抽樣時間點來比較,觀察 其趨勢變化即可。
圖 5-‐6 使用者位置熱區
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圖 5-‐8 實驗結果使用者平均速率比較
T 100 150 200 250 300 350 400 450 500 BM-‐MS 2348 1243 2037 982 826 602 564 552 549 RSSI-‐base 2337 1239 2018 853 762 524 482 473 463
表 5-‐2 實驗結果使用者平均速率比較(Kb/s)
5.4 模擬結果
由以上模擬實驗結果可以得知,本論文所提出的方法可以獲得一定程度上 IEEE 802.11 WiFi 效能的改善,達到負載平衡的目標。當然,文獻中也有許多其 他不同種類的負載平衡方法及演算法,如相關研究中所提及,但由於這些演算法 立足的架構不同,基礎不同,不能很簡單的去做純粹效能上的比較。重點是本論 文提出了不同的改善方法,並且使用了與藍牙低功耗結合的新技術和創新的架
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IEEE 802.11 無線網路是在過去十幾年中最被廣泛使用的無線通訊技術,普及 於各個場域中。然而近年來近場通訊技術日趨成熟,在市場上佔有率穩定成長,
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的檢驗實際運行上可能遇到的問題,或探討延伸的應用。
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1. Thomas R. Robbins and D. J. Medeiros, “Does The Erlang-‐C Model Fit In Real Call Centers?,” Simulation Conference (WSC), Proceedings of the 2010 Winter, 2010.
2. I. Papanikos and M. Logothetis, “A Study on Dynamic Load Balance for IEEE 802.11b Wireless LAN,” Proc. Int'l Conf. Comm. Control (COMCON '01), 2001.
3. Li-‐Hsing Yen, Tse-‐Tsung Yeh, and Kuang-‐Hui Chi, “ Load Balancing in IEEE 802.11 Networks” Internet Computing, IEEE , 2009.
4. P. Bahl, WA. Redmond, K. Jain, et al., “Cell Breathing in Wireless LANs:
Algorithms and Evaluation,” Mobile Computing, IEEE Transactions on, 2007.
5. T-‐C. Tsai and C-‐F. Lien, “IEEE 802.11 Hot Spot Load Balance and QoS
Maintained Seamless Roaming,” In Proc. National Computer Symposium (NCS), 2003.
6. Anand Balachandran, Geoffrey M. Voelker, Paramvir Bahl, and P. Venkat Rangan, “Characterizing User Behavior and Network Performance in a Public Wireless LAN,” SIGMETRICS '02 Proceedings of the 2002 ACM SIGMETRICS international conference on Measurement and modeling of computer systems, 2002.
7. M. Afanasyev et al., “Usage Patterns in an Urban WiFi Network,” IEEE/ACM Trans. Netw., vol. 18, no. 5, pp. 1359–1372, Oct, 2010.
8. K.A. Magade, A. Patankar,“Techniques for Load Balancing in Wireless LAN's,”
Communications and Signal Processing (ICCSP), 2014 International Conference on, April 2014.
9. Y. Bejerano, Seung-‐Jae Han, Li Li, “Fairness and Load Balancing in Wireless LANs Using Association Control,” Networking, IEEE/ACM Transactions on (Volume:15 , Issue: 3 )
10. A.K. Rangisetti, H.B. Baldaniya, B.P. Kumar, B.R. Tamma, “Load-‐aware Hand-‐offs in Software Defined Wireless LANs,” Wireless and Mobile Computing,
Networking and Communications (WiMob), 2014 IEEE 10th International Conference on, Oct. 2014.